Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from...

15
Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runoff model to flood inundation predictions within the European Flood Forecasting System (EFFS) F. Pappenberger, K. J. Beven, N. M. Hunter, P. D. Bates, B. T. Gouweleeuw, J. Thielen, A. P. J. De Roo To cite this version: F. Pappenberger, K. J. Beven, N. M. Hunter, P. D. Bates, B. T. Gouweleeuw, et al.. Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runoff model to flood inundation predictions within the European Flood Forecasting System (EFFS). Hydrology and Earth System Sciences Discussions, European Geosciences Union, 2005, 9 (4), pp.381-393. <hal-00304846> HAL Id: hal-00304846 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00304846 Submitted on 7 Oct 2005 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es.

Transcript of Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from...

Page 1: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

Cascading model uncertainty from medium range

weather forecasts (10 days) through a rainfall-runoff

model to flood inundation predictions within the

European Flood Forecasting System (EFFS)

F. Pappenberger, K. J. Beven, N. M. Hunter, P. D. Bates, B. T. Gouweleeuw,

J. Thielen, A. P. J. De Roo

To cite this version:

F. Pappenberger, K. J. Beven, N. M. Hunter, P. D. Bates, B. T. Gouweleeuw, et al.. Cascadingmodel uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runoffmodel to flood inundation predictions within the European Flood Forecasting System (EFFS).Hydrology and Earth System Sciences Discussions, European Geosciences Union, 2005, 9 (4),pp.381-393. <hal-00304846>

HAL Id: hal-00304846

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00304846

Submitted on 7 Oct 2005

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinee au depot et a la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publies ou non,emanant des etablissements d’enseignement et derecherche francais ou etrangers, des laboratoirespublics ou prives.

Page 2: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation
Page 3: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

���

��������������� ��������������������������������������������������

������������ ������������������������������������������������������������� ������� ��� ��� ������������������������������������������ �������������������������

��������������� ����������������������������������������������������������������������� ���������!���

��������� ����������������������������������������������������������������� � ���������������������!�������"����#!�����������������������$������ �%���&"�'(��)����(�*�+��,���"��-���).��/00/�� ��

���������������#��*������!��1��,#�##�-���2�������,��,�3

������������ �������� ��� ���� ��� ��� ������� �������� �� ��������������� �� ����� ���� ������ ����� � �� � ����� ��� ��� ��� ����� ��� ����������������� ���������������������� ��������������� � ����� � ���������������������������������� �������������� ����������������������� �������������������������� ��������������� ����������� ����������������������������������������������������� ���� �� ��� ����� ������� ��� � ����� ��������� � � � �� ��� ���� ����������� �� �������� ���� � �������� �� �� �� � ������� !"#���� ������������������� ���� � ������������������� �����������������$"��� ����������� ���������������������������������������%� &��������������������������������� ������ �������� �'������������������� � ��������������������(������� ���%�)��������*��������� �������(%*�������� � ��������������������������� ������������������������� ��$+�,�-������ ���� ����������������������������������������%� &����#&.��������)�������� ����������������� ���� ������������ � ���� ������� � �������� � ����������� ���� ��� ����(%*�������������%�)����������� ��� ������������������� �������������� ��������������� �������������������������� ������������������� � ������� � �����������������'������� ������ � ������ ��� ������������������������� � ���� ��������������� � ���� ������������������������������� ������� ��������������������������������� ������ ������������������������ ��/���������� ���� ����� �������������������� ����������������������� �������� ���� �� ������������������� ����������������������������������������� �����������

��������0���������������������� �������������������������������(%*���%� �����

������� � ��� ��!��"�����"������������������""���!��#����$ ���� %�� � ��� ��!������� �� � �� �&�� �� ��� �$�'������� � ���!����������(�����$���������$���&������ �������� �������� ���#�����&������� ��!�� !��� )�� ���� ���� %���� ����������� ��$��� $�������!��&����� %�� � �� � ��!��*��� �� +���,�� ��"��������� -����� ��-*,"�� �� �� ��� ������������������$������������&���������+������.�����/�.� � � � !��#���� ��0 ����� � ���%����� �$� ���������!%������������ ������$���$����������� �$$��������!����������%������� ������$���$����������� ��� ���

$�����1&�� !��!����� %���� �� � �� � �$$� !���������.�'��� ��� �� �$� �������� �� ��� �$� � ���� ��������!����������!����������'(%�������������'���$����� ���$�����1���������������&� �������!�������$$�����������������&�������%�����!����$���!������$ � ���� �����$�����%� &�� ������., ���� �������� �� !�������������1���� �������� �

$ � ������ ����$$�����!���������!������������� �������������!��&�������1�����&���%����������.�,�� ���$��������$����2�!���� &�����������!��&������ �������1����������� �������� ���! ���� !�1��� �� ����� ����������� ������ �������� &�� ���1��� ������ ���� ����

Page 4: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

���

������� ��� � � �� $���� ����� ����� 1�� � ��!��&������������.�+�$���$��������� �1�&������������� �&�����!�������� %(����������!��������������$�� ����$��$������!��������3�� ���������'�����!�������� ���$ ����������$�� ��%� &�� ���$���$�������������$$������������������ ��������� ����� �.�.���1����� ��-���)��43�5� %��������1������)��6�.� �-�&����&��������� �!���� ��������%�������&������ ��� ��������������������7����$�)�8�� '�� �����������)����� ���!���������.� �����$���$�������������������������%��� ������� �����$� ����� ���������! ��������������� ��������&�����$� �� ��� ����� ��� � ��!������$� ������ ����������� � %(�����!��������������9 �77����.��)���3�:�1��1��9�����)�;;3�����������.��)����� ������������1 ����$$�����!��%������� ��$��������

�$� $����� � �$$.� ������������ �������� 1 �� ��� ������ ���� ��� $������� ��$����� ��� ���� �������� %�� � �����!����������$�� ������������$��1��������% ��� �������� � ��!��%�����$�'�1���� �������� ���������������!����������$�� %(��� �����������������$���!�������� ���������� �����&��.��$$����&��&� ����$�� ��!���������0 �����%�� ���������������������$$������%��������!��� �������������� �� �������������� ����� ��� &�� �������������������1�� �� ����!���$����������'����!���! ��$�������&������&����&���$���� �� ������!���� ���'�� !���� ������������9�&�����!�����.�� ������ ��!��&�&������$$�� �������'���� ����!���������������$��$$����&�!�������&� �������������������� �������$������$��1 ������! ��1�� � �� ���%����� �$� !������� &� ��� %����!������$�������!����������1�� � �������������� !���� .�� ���/�.� � �� !��%���� � �� ��� � �� ������% ��� ������������������1�� ������$$���������������������� ��$$����� !�������� $��� �� � ����� ������� ��� ��!��&�����1���(!��������%�����!��%����1 �� � ���������������������������%���&%����1�� �1 �� ��������������!�������&� ����9�&���)�;������)�.��� ����1����� ��%������ ��&��%��� �������� �� � �� !���������� �$� � �$$������������!� ����%��� �� ����������� ����$��$�������.�������������������!!��� ��� ��� ����������.�����

������ ��� ������ ����� �����&�� ��� � �� ������ �$������ ������!����� � �% ���������������� ������� ����%������ ����������������� �����$�����!������������� ��&���� �� � ��� 1���� ��&��%��� $$���� � �� �����!���������*�'����9����������.�<����������$$����&�&� ����$�������!������������������%�����%�����% ��������������%���&��������%��&��%������� ��&��� � � ���%����.� ������ � ���� 1���� %�� ����� ��&��%�� ����������� ��!�����������$�$������ �������$����1&��!��!���������!� ����%�� � �� �������� �� � �� �$$���������!�����������<��������.��)��;������3

=!!�%���������.�� ��!����(%3�+���1��7���9�&��)��;�����/3�+���1��7����.��)����)��4�.����������� ���$������������$������$���$��������

� �� � �� ��� �$$���������!������������� ��$�����1&�$�������.��� �������$�� �������� ���������1�� ��(����� ���$��������� $���� ����! ����� ��������� ����$���$���������$������$�������� �$$�$�����������$���� �$$����$�����1&����� �����$�������.�� ����������$$�� ��� ��� ��� ��������� ����� ������������� ���� $���������� �� ����������� �� � �� ��$���������������.>���������������$$�� �������'��������� ������������$�� � ���������� �� ���� %�� ��� �$� � ���� ���! ��������������� !���� ����� �� � �� ����! ����� $�������.��������������(����������������$���%�������������!��� ���� ����� $���� �$�*���� -���� ��� ������� �0 �.���1�&������� � �����!��2������������������� ��� ������ ���! �������� �$���%��� ��� !��$���� � � � ������$ ������� ��$���������������$�� ������ ����$� �� ����������%��� ��&�������%�������!!��2������� ���.� ���� &�� %��� !��&�� �� ����!��� ��� ���� 1��

���������������(�����$�����$����������������.��� ��%������������1�� ������$�����$�!!��2�������.�.� ��9����� $��������� ������� �?�7��7��$�1��7�� ����3?���'��������.�����)�3�� �����@�����,�� ������&�������%���$����������?�������.��)����3�� ��+�&���"��1"�����������������*��������.��)����3����$���" ������� ���� �A� ��� ����3�A� �� �� 9�&��� )����3� � �������7���B�'��� ���������������������� ��B������ ����+���1��7���9�&���)��;�����/3�+���1��7��� .�� )����.� ��1�&���� ��� � �� ��$������� �������������� � �� �������� ������ ��� ���� �1����������!����� ��.�.� $����1�� ��� !��������� ��� � ��$��8� �$$� ������� ��� $���� � !������ ���� ���� ��� � ������������ �� �� �� ��� ��� '�1� ��� � �� � ���1 �� �!��!������ �� ��������$�����1�� ���$������������ $ ���� ��1� ��� � � ����������.�@���� � �� � ��B���������!�������� ������!�������������!��������������$��$$����&��������!�������&� ���% ������������� ���������� %���� �� !��$������ �&� ���������!����%���&����.� ���%#����&���$�� ���!!�������������� ����$���1��'

1 �� �������� ��������� �� � �� � ����������������������� �"��.� )�.� �� � �$� � ���� ���!����� ��� ��%��� �� �������.�>�� ��$����1����� ��!��%��������� ������������!������������ ������������1�� �� ����$���$�������� �� � �� ��$��(� �$$� ������ �� $����� � �� $����� ����������.�<�$ ���������!�����$��� ����������%����� �� ���!�� �$� � ��� !!��� �� � �� ������ ��� ��$������ ��=!!�%���������.����!����(����� 1���� 1�������������� �������.�������������+���������������$��������������.

Page 5: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

���

������ ���������� ������� ��

������������������������ ���������

�������

� ����$��� $�������� ���� �� � ����� ������%������ � �� ��!��-�����$���*��� ��+���,�� ���"����������-*,"���������������%���$���������'�1��� � �����%���=��������������������=��.�� ����!��&�����������������������$������������������������������$���� ��2�� )�� ����1�� � � ����� ����� �$� ;� '�.� >� �������� ������������� $������� ��� !��&������1 �� � ��� � �� ������$�������� !��� �%������ �� �������� ��������'������ �� � ������!����!����!��&����%������!����!������!���������.<���������������!�����$�� ���-*,"�@ �������,�� ��=�����������������%��$� ����� �%����$���$�������9 �77����.�����)3�*���������.��)��43�=����������)����� 1���� 1����.�������.+�$��� $�������� ��� &��%��� $��� �� � ����� �0 ��

�!!��2����������'��%�����'��� �� ��� � �� ����� ���!��&���� ��)�(���!�����.�� ��$����������� !����������1�� ���&�� ������������%������!��� �%������$�� ������������������� ��������$�� ��!�����.�" �� ��������� ���=���� ���� � ��� ����� �$� ����������� ������ � �� ��!����������� ! ������ !��������� ���(������ ���� ����! ������� ����9 �77� ��� .�� )����.� +�� ���� �* ���� �9 �77�����)�� &��� �1�� ��%�� ����� �����! ������� �� ��� ����� ���� &�� ���� �%��� !�����&�� ��!��� �!����!������ !��������.� � ��� ���� � ���$����� � �����������������$�� ��!������� ������������$ � �����$���.>� � �� ��� $ � ���� 1�� � ���1��� ���! ���� !�1���� ��� ���2!������� ��� ������������ ����1����%������������ ��� �$��������1���� %�� !���������� $��0 ����� �� � ����������%����1����%��� .>��������!����%���������1 �� ����������%���$���������

�������'���������� ��� ��� ��.�� ������� ���$�����'����0 ������'���.�� ��!����%�������$�����������@���� ��$����������� ���%���&�����$����$����)���������������������&������ ��$���������$�������������$�����������1���%������&��%���� �����%����2!��������� ����� ���������!����������� ��@,=������������$���������������&����)� � ������1������������&��.�*����&����� ��0 �������$

1 �� ���� ��$�����������%������!��������� ����!����$��$���!��%%������������������ ����.

������������������������ �������

�����

� ��� �$$��������������� ���� �������� ��B��"�������������� +���� ����3� ��� +��� ��� .�� ������ ���)�.�� ��� ��� ������% ����������1�� ��1����%����&�������B��"����(,9��� ��������� ��������� ���������%��������� �%�� ���� ��� !��&���� ������ ������� ��������� $��� � $����!���������&�������B��"����(""��� ������ �$����)�'������$������������%����1�� ��) ���������!.�B��"����(""���%�� � ������� ������ �������$���������$���������!��������� ��)�'������.B��"����(""� ���� ��!���������� �$� � �$��� �

� %� �$���$��1�!���������� ������ �!������ ��)�'����������.�� ��� �� � � � ������ ��������� �$� ����� ��� ���� ���������������� ���!����������%���%�����$����!���$��������&����������!���� ��!���������!���������� ���������%��������������� %(�����!��������������$� �����!��2�� ��������� �������������� ����$�� ������$��1�!� 1��.�� ����������%������$�� ���$$����&�&� ����$�� ��!��������1������������%���������.������� ��� ��%���� ��&���%�����!����� ��!�����������$�� �������$���� ���������!������1 ���%���&�����$������&��%����!��������� �� ����$�� ��������$���$��������.� ��!!��� �������������%��������%������� �������

B�'��� ���� ��������� ��������� ��B���� ����!���9�&����9������)����.�� ���!!��� ���#������ �������$��!�������������!�����������$&� ���$���0 �$���������!��� ������������� �������$$�����!�������������� �� !��� ��� ���!�%��� ��� �� ������ ��� ������9�&���)��/�.�=��������������1�� ����� ��%� &�� ����� ������ � �� ���1� � �&� ���� �$� � �� � �! � �������� ������ $���� !������� �������� ��� �� �� �������.�� ����$$�����%� &�� ������ ��������%����������1�� �������&����'��� ��������������� �1�1���� �� !������� ���� �� !��$������ � ���� � ���%����� ������������!�����.�� ����'��� �������%�� !��������1���%������&��%����1 �� ���������������� ����#������$������������� �� %���� �(%� &�� ��� �$� � ��� ��� ��

Flood InundationModel Uncertainties

Rainfall RunoffModel Uncertainties

Atmospheric ModelUncertainties

Predicted Risk ofInundation Maps

Predicted Risk ofDischarge LevelsUncertainty Propagation

Results

&����!�������������������� ������ �� ��

Page 6: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

���

!��&���� ���!�%��� ��� �������$� � ���1���� �"�������.�����/�.� � �%� &�� ������ ����������������������$����%�

� �� �&� ���� �$� ��$$�����*����-���� ���������� �$!�����������.�<������� ��*����-������ ����$�B��"����� �1�&�������������% ����������1�� ������� �%����$��������������������� �%����$�!����������0 ��������� �������������1� ��������&������������! �������� ����.� ���$����� ���� ����� !!��2�������1���� %�� ��0 ����.������ � ��������� �$� � ������� ������&�� !��������1�� ����$��� ������ ��������%������!��&�� ���2!������1�� �� �������.�>����������!������&��%���!��������� � ��� ��� ���� ��� ���&�����$� � �� � �$��� ����� �����1��������$���� ���� %�� !!����� � � ���!����� $��� � �!����������� ��1 ����$����.��>�� ���1��� ��������������$�� �����%�����!��%����1����� ��������$�����.��%��)���&����� ������$�� ��!��������� ��1����&�������� �*���� -���� ��!���.� �� � ������ ��������� 1��&� ���� ����� �%���&��� ���� �������� ���� �� � � !������%� ���� �$� � �� ������ $����� !��� � ���������.�<��� ��������������!�� ��%�����������������!������� ����� $��� ���&�� �� � %��� ����� $���1 �� �%���&������� ��������&��%��.�� ����������!����!�����!��%�������2������� ����������� ���1�����������������! ��������0 �������.

������������������������ �� ������

�����

<��������!!��� �1�� �'�� ����������� �������� �� �� ��� �����������B��"����("=��9������:��+���������.� ��� ��� � ���!��$���� �� ���������� � �� ���%���� � ��(���������'���������!����������$�� ������ ��$��1�1�� � ������ �0 ��� ��!����������$� � �� $�����!��

�&���1 �� � �1�(��������� $��1� ��� ��� ����� ���� ����������������!�.���!������������������ ��������$�� ��������$�)�8)�� ��1�� ���������!���$�� ���������$�)�.�,�� �������$�%��1���)�����)������������!�������! ����������������'��!�=-�$���$ ���������$������&�����$�C)��� � ��� ����� ��� C���� ���� ��� ����.�� �� !!��� � �� %��� �1����%���!%����$�!����������2�� ��$������2����������$����!��2����1(�������!���! ����������!��$&� �%���1�� �������&�� ��� ����������$��� ������9���������+��������3�����������9��������/�.�9� ����������������0 �����%��� �����������������������$�� � !�������$��1� ������! ���� �� ����$�� ����� �%������������.�D� ��� �! �� ��� ��� � �� � ����� ����� �� �� ���� :������ ���&����*����� �$� � �� $����!����!���! �� ���!������ ����&��� $���� ����� ������(! ��������������������������������%�����$��������� ��� �������������1��� ����!� ������!��.�B������ ����������0 ������ ���!���$�������$�!�������$��$$����&�� ��� �� $����� !��� �� � ���� !��������1 �� � �� �������%���!���$������!������$����� ����! ���������.<���� ����� ���!��$������ �$� � ��� �� (��������

���%�����!��%���������0 ������!���� ����������������'�1� �� ��� ������ ���� ������� ����� ������ ��� �����&����������&�����$�����!����� � �������&��� ��!!��2������!����������$�� �������������$�����!����$���� �� ���<����� ��� .�� ����3�+���1��7� ��� .�� )��4�.�<�� �!��&�� ���� ���������1�� ������ ����� ���������$$����&�&� ����$��� � ����$���� ���� %(��� �����$�����!���������� ���!����&���� 1� ��� %�� � $$������ ��� �%��%� &�� ������ �����.�"���� ����� ��������!��������� ��!!����� ���� � ����!��������1����&�����%���������������� � ! �������� $���%��� ���� �� � �� ��� ������������� ����� �%���&��� !������ �$� $����� � ����

��������� � ������������� �� ����� ����� ������� ��� ������������� ���� ���������������� ��������� ��� ������������������� ��������� ����������������������������������

������ � ���������������� ������������ ����������

!����������������� � ���� �������������������������"��!# $%�&'!��������� (�#)#(!����������������� � ���� ������������������������"��!* $%�&'!��������� (�#)#(���������������������������+�����!# � !���� �����,����������������� (�#)#�*��������������������������+�����!* !���� �����,����������������� (�#)#�*!����������������� � ���� �������������������������������"��-# $%�&'!��������� (�#)#(!����������������� � ���� �������������������������������"��-* $%�&'!��������� (�#)#(��������&������������������.� ��������/���� (�#)0��������&���������/������������./ ���������,����������������� (�#)#(��1�����������2����3���1���� 24$&&����������������� (�#)#(��1�������� ��������������������������������������1��� '1�����2������� (�#)#(

Page 7: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

���

����&��� $���� ����� ! �����! �� �� ��������� ��� ����<!��� ���+���������.<��� ����������1 �� � &��%��������$����!��&�� ���

� � ���%������������1�� ����������������.�� ���2�������� ���� ����� !��%�����1�� � � � � � !!��� � �� ��������!����%������ �������.

������ �������� �������������������� ������������� ������ ��� � ��� ������������������� ��������,�� ��� ���������������%���%�&����� �������$�������������� ������������$���$��������&��%�����������%������� �� ������ �����������������$������������������$������� �� � �� ������� ����%��� ����� ����E� ����� 1���� 1����.�������.��� ���$���$�������� � ���%�� � � �� � ���� � ��%� &�� ��� �����������$� � �� � �$$�����������������!��&���� !���������� �����! ��������� ��%� &�� ���$�����1&���� ����������.����������� � �� $�������� � � ��� � �� %�� �������� �&��� �����%�������$���$����! ����� �$$�!������������$������ ����������.�>����%�������������� ���&��$���������!���� �$� %� &�� ��� ��� ������� � �� ����� �%��� �$��� ��������0 �����1� ���� ���!����!����.�<�� ����� �� ����$���$����������%��!��&������������ � ��%���%���-*,"�� � ������%�����! �������� $���%�����&������������!������=-�������.���1�&���� ����� ����!���$������% ����������� ��!������ �� � ��� �� ���� � � � � ��'������ &���� ����$���� ���! ������ ���� ����� �&�1 ��� ������������ ��$$(��������� ����������������������� ���� �����������.� ���� ��� �1��1��� �$� �����&��� � ��� ���! �����

!��%���.�D��1� ���%��������!��$�� � ��� �$$����������$�����1&���� ������������$����2�!��� ����� ����!��$����$���$ �������������2!��������B�������.��)���3+���1��7���9�&���)��;�.�� ���� ������������ ���� � �%����$�� ����0 ����.�� ��������!!��� � ��%����'� ���� %�� ���� � �� ����!�� �$� $ ������ ���������� �$!�����������.� ������!���$�$ ����������������������0 ����� ����

$����� �������$��0 �$������1�� ��� ���B������ �������.>������������%���������&� ����!������� ����1����%����!������������ � ��!��&��������!�%���$��� ��� � ��%���&����.�� ����1��������������%������1 ����������� ����$ ���������� ���&� ����!��������� � � �������������2!������� ��� ���1������$$������ ��1����1 �� �� ��� ��&�� ���!�%������ 1�� � ���!���� ��� �� !���� ��!��$��������� �����1����!��� �������1 ����$$������� ������1 �� ������$��������.���1�&���������� ��

� �� ���! ������ % ����� � �� �� �!���� ������� � �!���� ���!��������������%�������$����1�� ��1 �� �� �����$$������������������ �� ����%��1���������.�� ��� �� ���� ��� ��� �����$�� � �� %� &�� ��� ��� ������ �����$$����� $ ������ ��!���� �� ��� ���� ��!�������&�!������������$����� �$ ��������!����� ��$��������.�����!������� ���!����� ����� ��%� &�� ��� ������! �

!���������%��� ����$��(� �$$������������&��!������ �� ��&��� ��1��'� � ���� � �� ��� �$� � �� ��� � $���1 �� ��� ���������������� ����'��� &��%��������$����%��� ��������������1 �� � ������! ��������!��������� �� ��� %�� � ������������� ��.�� ������� ���������� �1������� ������! ��%�������!��������� ���������'���������� ��� ���1����%��������������$$������� �����.�>�����!����%�����$������ �������$�������$�������� �%����$��� ������������� ���! ������ ��������� % �� � ��� �� ��� ��� ���������$�����.�� �������$��������� ������������%�����������������=!!�%��������9�&�����!�����.��� ������$� %� &�� ��� ������! �� �� � �� %�� ��!�������� �!���������%������������������ �%����$����������1��� ���%�� � �� � �� �$� ��'��� ����1��� ��� �$� ��� � �� %� &�� ��!��������������� ������.� ������ ���1������ ���� �����$��� $ ������������$

!����������� �� ��� ����������� �����������������$�������� ���������������! �������$�����$ �� ������� $������&���1 �� ���� ����� ��)��/.�"��� � ����&��� ��� ���1���!���� ���� � ����� %(��� �������������%�������� �������������� ��$�������!��������$����� � %(��� �1�������1������&���$�����.������� ��� ����!���������� ��� ����� ������&�� ��� $����!��� $�������� � �

n=52 n=6 n=10

Rainfall

forecast

Rainfall-Runoff

model

Flood Inundation

model

&����+��������������� �������������� ��������� � ����� ��������������� ����

Page 8: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

���

���$$������1��$�2��������F�.�4.�<�*����-��������� �������� ��� ������1�� ��� ����� $��� � ��)��/��&��1�� �*��G���� $������� !�������� $��� �� � � %(��� ��1���������� �$������$����� �������.�������.��.� �����%����!��$������!������������$����� ��������1����� �� ����$���� ����� ������$�� ��)�����&��.� �� ������������������ ����������"��.��.�<�����

��$���$����������� �������! �������� ����$��(� �$$������� 1 �� � ��� ��!�������� %�� � ������ �%��� �$!������� ����� �4� �� � ��� ����.�� �� ��'��� ����1��� ���� �$��1� ������! �� �$� � �� ��H4� ���������� % ����� � � !������ %� ���� �������� $��� � �� � �����������1 �� ���������!��������%��������� �%����$�!������������)����� ������������������� �����! ������% ����.� ���������$�/)�����$$������ �����������% ����������! ���� $��� �� � $������.� >�� ��� !����%��� ��� ����� ��!�������&��!����������$����� �������������.

������� �� ����� �� ������� ���� ��!���������!����������$���� ����$��(� �$$�������1�������� �����%�� ����� ����'��� ������� ������������1�� �� �%� &�� ���!������� ���� ������� � ��$��(� �$$$������� ��� �� ���� ��� %�� �0 ���� ��'���� �� ������G.� >�� ��� ���$�������������������'��������!������� �!����%� �� � �� ��'��� ���� �$� ��$$����� !������� &� ����%�����.� >� �������� ��� ��� ���� !����%��� ��� ���! ��!���������!����������$���$��1���&����������� ��� �������!������� ����� ����I�$�����!������������� 1���� 1

���.������3�=!!�%���������.�� ��!����(�����!���$� ����� !��%%�������.�� �� �$������� ������ �$� � �������� ��!�������� �� � ���'� �$� � ����� �� � �� �&��!����������� ���� � � ������ ��� ���� ����� ��� ��� �������� ����!�������'�����������������&�������� ��! %���."��� � ��!�����������$� $����� � ����� ��� ����������� ������� ��� � !��������� 0 ����� $��� �� ������� ����� �����1 �� � ��� %���� �� � �&����� ��'��� ������� ��.�� ����� ���������! ����%��� ���!������ ��!��$�������$�� ���$��8� �$$� !���� �� ��!�������� %�� � �� � � ���&���'��� ����1��� ������������1�� ��� ��� ������$�!������������ ���� ������! ���1�� �� ��!��$��������� ���$���� �����%������$�� ��$������ ����������

���� ��� ����������������������� ����� �������� $��� ������� �������� � �� � � � �$�����$����������������1�������������%���!!���������� ��*� ������ ����� !�������$�*���'��C�) ����'�����9���� �.�:��� ���� �%���&����� ��� &��%��� �� � �9��� ���� �������������� �� !������%� �����$�� �/�('����� ���� �����%���� ��B��"����("=�$������ ���������.�1�� ��$$����� )�(��� ��� $������� �������� 1���

&��%��� $��� � �������� �&� ����� ��� ������� �� �)5 ���)������)�J������ ���� �����������5 ���)����������)�J��.�� ������������ ��%���� ��������&� ��!����%��� !�������� �0 ���$���� ��� �$$��������1 ��

500

1000

1500

2000

2500

23.12.1994 01.01.1995 11.01.1995 21.01.1995 31.01.1995 10.02.1995 20.02.1995

Dis

char

ge

[m3s-1

]

Date

Prediction Period 2

Evaluation and Cluster Period

Prediction Period 1

&����1���� ������������������ ��� ������� ���������������������������������������� � ����� ������������������������������������������������������������������� �����������

Page 9: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

���

�����������5������������������������6������������������������������������ ������� ������� �����

��� ����������������� ������������������ �������� ��� � ��������� ���

# (�78*9 (�7888* (�70#6 (�70(:8 (�7786 (�770:9 (�769; (�76780 (�797# (�79:(6 (�7:#8 (�7:8(

�� ���%�������2���������� ��� ������&� ���.� ����$��8� �$$������� ��%������%������� � ���

$��1������������$�����/�:����%���)������� �� !����� �������� ������$� � �� $�������� �����"��.�/�.�� �� ��'��� ������ ��� �������� ��* ������!����*!!������ ����������%��� �� =!!�%������ ��9�&�� ��� !�����.� � ����� �������� ���1�� � �� ��$������ �$� ������� �� ��&� ���� ��� �� ���� ��� �������� �� � �� $���� �$� !������� $� �� �� �� ����� �� ���� ��� �� ��%���&����.�� ��!��$�������$� ������! ��������! �����������������%�������$�� ����� ����&��������������!�.� �� %� &�� ��� !������� ����� ��� � �� �� ������� ���$ ��������������1 �� �� �1���������$��1�%� &�� �.� �� $����� !��� ������ 1�� !��(���������� �

�%���&��������&��%���$���� ��:����%���)��/�$�����&��3�� ��������������$���������$����! �����������$�2�� �� � ����� �2���� �� �1�� ����� ������! ����������� ������������.

������������ �����

���������������������

<������ �$� � �� $ ������ ���������� �$� %� &�� ��!�����������������!��&�� ������ �������������� �����������$���2�!�����������������!������� ��!������� ��������$�� ����$��(� �$$��������� ��!��$�������$�� ������������ �1����%�����.�� ��!������������ &��%����� �������������� ��� � �� ������! � $��1� �� 9��� ��� � ��!��� ������� ���&� ����!�����.�� ������2��������� ������4�$���������$�� ����������4�$���������$�� �� �� ������ �����$���$���������/���$��������$���� ������%�����$��$�������.�� �� ��� �����$� � ��� ������ ���!� �� � ��������!����������� �1���"��.��.�� ����!�� %($�� ���� �1��� �������K�!�����������$�!������������� ������9��� ��%���� �� � �� ����%��� � �.� � �� $�� ���� � �1� ����������� !��%���� � �� ��� � �� $��� � �� � �� �-*,"$�������������������L�!�( !G���������%���������

����� &��%���.�� ���$����� � �� ��� ����1� ��� &�� ��� %������������$����� ������������.B������ ���%���&��������%��'�����%��� �� �������

%� ������ ��������!��$���������%���1���.���1�&������ ���� ������������ ������ ������!�������� ��1��� �$� � �� �������� %� ���� ��� ���!�%��.�� �� �� ��� �$=!!�%���������.����!����(�������������� ���!%������$� � �������� ��� ��!��� �����!�������1�� �� �������%� ���1 ��L�� �G���$��� ��� ������ ��� � �!��������.� ���� ����������$���������� ����$���$�����������!������%�� ��� � �� !��$������ �$� � �� ������� � � �� � ��������������$����������!��$$�$����)��� � ��.�@�&��� ����������������� ������%���$���������� ������������������� �1� ����� !���������� �� � �� ������ ! ���� 1 �� � ������%���%����������� �� ��� ���������������������$�������.>�����!����%��������� ������� ���!%�������$�� ������ �������

���!�������!�'��&���� ��� ���������!�������&��0 ����������"��.� �� $��� � �� �2�!��� �$� $��1�� �&��� )������ ����.�� ���� ����!�'��&���� ��� ���������������%��� ��&���������.�@� ������� ��� ����!������ �1���$$��������!��������!�������� ��������$���� ����������� �� ������ ���$��������� � ���%���������1�� �� �� ����������� ������ ��������!�����7�� ��������� ������ ����!����.�<����������� �������������1� ��� &��!����������!����%�������$C);K��$�������%������C//K��$�������������C//K��$�� �� ������ ��������������������� &���� � ����$�$��1�%�&�� ��� ��� ����� ���.���1�&����� ����� �������� �1�� �� ��)��� �� ����� ��� ����1���� �����2�������$���)); .� ��� � ���&��������% ����$ ��������&���!����%�������$C4/K��$�������%������C4�K��$�������������C4�K��$���������������� � �� � �� $��1��&��� )��� �� ����1� ��� &�%��� �2������� $��� ����� � � )6�� � ��.� � ��� �2�!����� �������� ����$$��������� ��!!��� �!��!�������� ��!!��� �� ���!����� ��� ��������������� �2�������.�� �!����������������$���$ �� ����������%���$������%�����������$�� ��!��%%�������$��'���������.� ����������� ����$���!�������������� �������$���

�$� ���� �� � �� � ����� !���������.�� �� �%���&������ ������ � �� ������$� � �����! ��������� �% �����# �������%��'���� ���%���&������� ���������"��.�4����$������� ��$������%�&�.�9'$ ������� ���� �� � ��9��� ��(*���'���� ����!!��2�������)������ ������� ���1� ��!��������2!���� ����������� ������%���&������ �������K�0 �����!����.���1�&������&��� ����$$�� �������$��!�����������!��2�$����!���������������� ��������(�������'����� �� �����1�� ��������&������������������ ��%���&���� ��������������%���1������$����%��� ����K0 ����.� ���!����������% �����$�� ����� ����������$���� �

�������<+(����&����� ��������"��.�6���������'%���������

Page 10: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

���

&����2����� ����������! ��������������� ���� ������� ���������������� ��������"#�����$ � ���% �������#&�� �������%������� ������ �� �������� ����������������'���������� ��������������� ��������� ���������������� �� ������������������ ����������������'���������� �������������� ��������� ���������������������� �� ������� ��

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000.2

0.4

0.6

0.8

1

Ensemble forecasts

Control forecats

Deterministic forecastPoss

ibili

ty o

f exc

eed

ance

Time over Threshold of 1500 m3s-1 [h]

&����$�� ����%����������������������������������% ����������������#(&&��� ������������������������������ ������� �����) �� ��� �������������� ��������������������#*(��+���������� ������,

&����-�� ���������� �����������)������� ��,� ��������� ������������������%������� �����-���(./�(&.� ���0(.�! ������� ��������� ������ ���������������%�����������(� ���0(.�! ��������-���� �������� ������������� ����%�� �� ���%� ���������)����� ��������"#

��� � �����&� ��������� � �����! ������� $��� � �� $����� %(��� ��1 �� ��������%�����&��� ��� ���%���&����1�������������� ����������� ��� �������������.�� �������!��2�������$�� �%����$�������'�����!�������� ����

� ������ ���$���� ��������%&�� ��� ������%���&����� ����1����1��� %(��� ������ ��������K�0 �����!����.>������������������ � �!��������������� ��� �� �������

0 50 100 150 200 2500

1000

2000

3000

4000

0 50 100 150 200 2500

1000

2000

3000

4000

0 50 100 150 200 2500

1000

2000

3000

4000

Control Runs

Deterministic Forecasts

Flo

w [

m3s-1

]

Time [h]

Measu

red5%

/ 95%

Quan

tiles or E

nsem

ble F

orecasts

Ensemble Forecasts

Air Photo Overpass at 144h SAR Overpass at 214.5h

<

9

-

Page 11: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

��

%� ����$� �� �!���������1������&����������������������$� ����������� $��1��!���� ����� �� � �� �� ��� ��������� %(��� ��.>$���������������$�������������� ���������$���������

���������"��.�;��������$����! ������!����!��$������1�� ���!���������� ���� ���%���&���� ���������%���%���&���1 �� ��������������� ����$�� ��$�� ����$�� ����$��8� �$$������ ��� ��!��� ��� � ���%���&������� ������9��� �� ���� � �� ������� $������.� =��������� ���� ����� ��!!��2�������%'$ ������������1 �� ��2!����1 ������&���������� �����1��!������������ ��$����!��.�� ����'� �$� 1���� ��� %�� ���!������ $��� �� ��������

����������������%������ �� � �� �� ����$��������$$����&�$����������$$��������% ������������������������ �������%� &�� ���!�������������������������!��&�� ���&����� �&���.� " �� �������� � ������ �� ��� ��� �$� � ���������%��� �������������$�� ����������!������������� ��� ����$$������%��1���� ��������K�0 �����!������.�.�� ����K� ���������&���!���!!����&��������������������� ��������������������% ��� �� � ���������������������$�!���������.�,�� � ���!!���������$������!������$�� ��$������������������ ��� �� ��� ���������� �$� � �� !�������1 ���� �������%��� �!!��� ���� $������� ���������!��������2����.� �� �� ������ �����������������$���������"��.��������

�$��<+��&��!�����������������������$������!��&�������!�������� ����������������%���$����������$����1� ������ �����%�&�.�� ��������� �� ��� ���� ��� �������� ����������� ��&����� %��1��� � �� ��2� ������� �������������� ������! �����1����� !���$�� ���.�D���$� ���� ��� !�� !�������� � �� ���� ���� �� !!��2������%'$ ������������$���� ��� ������������1 �� ��2!���� �� ��1� � ����� �$� � �� �K� �� ��K� !��������.�� ���������� !����� � ������������ ���%���&�������� �� �� !!������������K�������������������%���!���������.� �����%���2!�����%���1��$�����.�"�����������������%�&����2�������&�������� � ��������'�������%��!�����������������.�� �� ��� �� ���%���2!������ � �� � �� !!��� �������� ��� � ����� ���� �������� � ���� ���.� ��������� � ���� !����$� � �� ������! �� ���%������ � ��� � � ��1��!�'�$��1���$��!��&�� ��!�����3�� ���������%���2!�����

&����3�� ���������� �����������)������� ��,� �����������1������ ������������%������� �����-���(./�(&.� ���0(.�! ������� �������� ������� ���������������%�����������(� ���0(.�! ��������-��� ��������� ������������� ����%�� �� ���%� ���������)����� �������"#�$ � ��,

&����4�� ���������� �����������)������� ��,� ��������� ������������������������� �����-���(./�(&.� ���0(.�! ������� ��������� ������ ���������������%�����������(� ���0(.�! ��������-���� �������� ������������� ����%�� �� ���%� ���������)����� ��������"#$ � ��,

Page 12: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

� ���2��!������������ �1�� ��������!��$������� ���� � �� �(�������� �$� � �� ���!���� � �$��.�*����&����$$����&�� !������� &� ��� ��� �� � ��� 1�� � �&������ ��� $��� ����� ! ������ ������ �+���1��7� �9�&������/�.

���������������������

"�� ���)��� �1��� ��!����������$�������5 ����1��3� ���� ��������������$���%�$����� �� !�����$������������.>�� ��� !����%��� ��� �����! ��� � �� ��'��� ����1��� ��� ��� �������$�%� &�� �������������� ������� ���1���

%������&��%�������$�����$� !������$�� ��$��������!����� ��.� >� � ��� ����� � �� �� ������1 �� � ��!������ � �%� &�� ��� !������� ����� ���� $��� � ��� ������������� ���� ��������������� ������� ��$��1�1�� ��� ����( � �� !������� �� � � � ����� � ���� �� � �� ��'��� ������ ������%���%���&��� ������%�����.�� ��!���������� $$��� $���� � �� ���� ��$$�� ������ �� �� � �� ��� %�$���.��1�&����� ��!������$�� ��$��1� ��������%� ����������� &��� ������� �������� ���(!��$�������� ��$����6�� � ��.�@�&��� �������� �� ��������%� ����$�� �������������� �������$������&������ �����$ � ��.>����������������������� ������!����� ��$�� ����$���$��(

� �$$�!�������������%��'���� ���%���&������� ����1�� � ������%���$���������� ���!������������$���� ���<+����&���� ��������$�� ����� �����������"��.�))��&����&���� ������� $���� � �� ������ $������� !�����.�� �� ��������1��� �$� � �� ��K� �������� �&���!��� ��!���� ����� �&����� �� � %(��� � ��� ������� ��'���� %�����% �������� �������� ������1������� ������� ����� �� � � ����$��(� �$$������.*����&���� � ��!����������1�� � � �� ������� $�������� �

� ��������$�� �����! �������'����!��&�������� ��%������$� � �� ��$��(� �$$������� ��� ��!��� ��� � �� �%���&������ ������9��� ��� ����� �����������$��($������$��� ��������$�������!�����.���������%���&�������%�����$���� ���������������$������.

����� >����������$������ �����!���������������%�� ��$ ������� ������� ������ ��$��� $�������� �� � ��������������������� ��&������������������$��������������$������������ �.���1�&����� � �$������������ ��!����������$��$��8� �$$���$������ ������������������&��%�� �����.�� ���$����� ���������� ��� ������ ���������� �� � � � � � ������� $���1��'� &�� ��� %�� ��&���!��.�������1��)�(��� �����$���$����������� ��$�����$�������%���� )� ������� �� )� ������������� $��������� 1���� 1����.����������� �������!����%������ �������.@��!�������'��� ������%������������� ������$���$����������� ��������������������� ���� ������ ����!������������ ��1�� �� ������!��%%�����.�� ����$�������� &��%�� ��������! ��$���� ����$��(� �$$�������B��"�����$��� ��)���� $����� �&��� �� � �� ��&���*� ��.�� ��!������ ���������$�� ����$��(� �$$������� ��%������������1�� ����B����������=!!�%���������.����!����(�.������������ �����! ������% ������ �����!������$�� �*����-���� ������ �$� � ��������1���� �����$���� ���$ ������������� �������� � ��* ������!����*!!����� ��� �=!!�%������ ��9�&��� �� !�����.� B�'��� ������ ���� �� ��� %�� ���! ���� $��� � �� ��2� !������� ����

&����5�� ���������� �����������)������� ��,� �����������1������ ������������������������� �����-���(./�(&.� ���0(.�! ������� �������� ������� ���������������%�����������(� ���0(.�! ��������-��� ��������� ������������� ����%�� �� ���%� ���������)����� �������"#�$ � ��,

Page 13: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

��

�������� $���� � ��� ������ �� � �� %���� �$� ��� � �%� &�� ��� !�������� � �� � ��� ��!�����.�� �� ������ $$���� $���� ���(!��$������ ��$��� !���������� �� ���$���� � ��&� ���$� � ��!���������� ��� �������.� >� � ������������ ���� ������������� ���������������$��������� �����!��&��� ����������� ��������$�����������!�������� ������%���$�������.���1�&����� ��������!�������������!%����$�%��'������ ������$��1��&�����������������������������!��%�������� �.� �� 0 ����� �$� � �� �! �� !���������� �������1�� � � �

� ������������1 �� � ��%������%���������<+��� ��� ! ���� ����� �$� $����� � ����.� >�� �� %�������������� ��� ��� ���������������&������%��!����������1�� ��� �������������$�� ���! �.�� ��!��������� ����� !���������� !��&���� $ �� ��� �&������ � �� � �$����������$��2�������&����������$$�� ���% ������������� �� !!���%� ��������� �������������������1�� �� ��%���&����.<������������ ������$���������������$�� ����$��

!��������������� ���1���� '�1������ ������ ������.�.<���������.������3�?� ��������.�����/����� ���$��������������1�$����.�*����&����$ �� ��������� � �����%���� �������� ���$� �����$�� ���!������$���$������

&��%��������� ��������� ����������������<� ����.�������.��1�&���� � ���!!������������������ � ��� ��������

% ���� �������� �������� ����������1�� � �������������������������������.�<�&������� ��!�����������$��$�����1�������%������ ����������$�� �� ����������� � �� ��$��(� �$$� �� � ����� ���!����� 1��� �!�$ ���� ���1� � �� !��������� 0 ������ �� � �� $ � ��.��1�&�������������������� ���!!����!����������� ������%���2!������$����� � �$ �� ���!�������.

��� ���������� ���1��'�1�� $ ����%�� � �����"���1��'���=��!����M�)(-�()���(���))�� ��!��"�����"���������������� ��!JII�$$�.1����$�.�I�.�� ���-,"����� '���$���!��&�������������� ������%���$�������.�� '���������� ������ ��1�� ���� �� ��&��1���� 1 �� !��&����� ���� �$ ���������1 �� � ��!��������!��&��� ���!!��.

&���!"����� ����������! ��������������� ���� ������� ���������������� ��������""�����$ � ���% �������#&�� �������%������� ������ �� �������� ����������������'���������� ��������������� ��������� ���������������� �� ������������������ ����������������'���������� ����

���������� ��������� ���������������������� �� ������� ��

0 50 100 150 200 2500

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 50 100 150 200 2500

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 50 100 150 200 2500

1000

2000

3000

4000

5000

Flo

w [

m3s-1

]

Measu

red

Time [h]

Qu

antiles o

r En

semb

le Fo

recasts

Control Runs

Deterministic Forecasts

Ensemble Forecasts

Air Photo Overpass at 144h SAR Overpass at 214.5h

<

9

-

Page 14: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

�������������� !�"�#�$�� %�&�'����� ��(�#���� #�)�*���� ���� "�)��� �����+���"���,��

��

���������2������������������<�=��"�����������������������2��*((*�

���������$'��$�!��������������� ����������������� ������������������������� �!����� �" #����8#*)8#7�

2���������>��������������������������?�������@�&��*((*�3������ ������������������������������������������������ ������� !���� �����*#6)*8(�

2���� ��-��>�������?������$���������!��*((*��2��������� ����� ��������� ��� ������������������ ����� ������ ������ �����������������������������������������-�A'��!���� ����������*((#)*(#6�

2���� ��-��$��5���>������>�����"�B��#;;7��A� �������������C�������������� ��������������������������������� ����� ����������������������������������������������������$�% �&����'���� ���89;)860�

>�������?������?��&���2���B��*(((��2������������������������������������������������������������ �!����������09)::�

>�����"�B��#;7;����������� 3����� ���$��������D�+��������������� �����>�������������� �!���� ����#0:)#:*�

>����� "�B�� #;;8�� ������ �� &������� ���� A� ��������� ��?�����������$�������� �������������2����&���� '���� ���9#)0#�

>�����"�B��*((#��/�����������������������������������!��������������#600)#60:�

>�����"�B������������2��������������������C�������������������� !����

>�����"�B�� ����>������2�� #;;*��+��� ������� ���?����������������D�����������������������A� �������������� ������!���� ����� ���*:;)*;7�

>��@@�� &�� ���������� ���� ������� +�.�� #;;;�� !�� ����� �������������������������� ������������������'��E��'������������ �����!�������(��� �� �'�� �������� ���� ����*77:)*;(7�

>��@@��&��&� ��������?�!�������������+�.��*((#��+�����7(�5������������������'��E��'�!��")�&*�+�,������-�.(*);�

��� &���2�� -�������� >�� +������� B�� >���������� B�>�������������������� ��� +������ '�� >����� ���$���������$������.��>�����"�B������������������$�����'��&�����-�$��������$������������2��$�����>��"���F5�B��&���������� ���� ?�F5� ��� !������� "�� ���� !���55������ '�� *((8�?����������������'������������������ �������!�������� � �� '�%��/��� ��� �#�����9;)0;�

���&���2���B��*(((����������D�2������������������������������������������������������������������ �������������� ������������������5�����D,,����������@�����F� ���,�� ������,������,#;;7��� �,#;;7�������,;7-����������

���&���2���B��/��F5����! ��� 5�-��"������'�������� ����2��*((#��2����������������� ��������������� ����������������������������� ����/���� �� ���������� � )��� � "���� �> ���0;8)0;;�

���&���2���B��E�����������-������4���?�������E���2��*(((������ ����� ������ ������ ���������������������� �� -3!D� ����3!��//?��������!���� ������ ���#;7#)#;;*�

?������ &�� ���� >���� &�� #;77�� +��� ���� �� ��� ���������������� �������������������������� ������������ ���#�����*:;)*70�

������B��>�����"�B�������������.��*((8������������������������������������ ��F� ����� ������ ���� ������������ ��5��������� ����������������������� �������3�D��)�������� ����,�������������-�=�%��?����$��-�����!��!����������2��&�����������&��+�� ������'��� �2���� ���-������� ���A�����E���������A!2��6;)77�

-��������>�+��+������� B�� ���&���2���B�� ����>��@@��&�*((0������������ ������������������������� ������������� ������!�����"������������ -���7:)#(*�

-�����$�� !����������!��$�����+�!�� ����>�����?���� *((8�2���� ��� ��� �������� � ����������� �������������������� 3�D)�������� � ��� ,�������� ������-� =�%��?����$��-����� !�!����������2��&�������� ����&��+�� ����� �'��� �2���� ��-������� ���A�����E����������A!2�

$������������������+�.��&� ��������?�!������>��@@��&��#;;;�2�������������������������� �����������������������������D�������������� �������������(��� �� �'�� �������� ��������*97:)*0#0�

$�������>���� ����������&�-�� #;;6���������� ���� �����D�� ���C������������� �������)��������'������70);0�

$���������!�� ����>����� ��?�� *((8��'���������� ��� #?� ����*?������ ���������� ���� ����� ����� ������ ������ ������������ � !���� �����7:);;�

A. 5% Quantile B. 50% Quantile

&����!!�� ���������� �����������)������� ��,� �����������1������ ������������%������� �����-���(./�(&.� ���0(.�! ������� �������� ������� ���������������%�����������(� ���0(.�! ��������-��� ��������� ������������� ����%�� �� ���%� ���������)����� �������""�$ � ��,

Page 15: Cascading model uncertainty from medium range weather … · Cascading model uncertainty from medium range weather forecasts (10 days) through a rainfall-runo model to ood inundation

������������ ������������������������������������������������������������

��

$������.����>����� ��?��$���������!��?��&���2���B�� ���E��������-���� *((0��A������� ��� ���������� ����� ������ ��� ������������ ������ ����������� ������� ������ �� -�A'�������5��!�����"������������ -���#89)#0*�

B�������2��������$�������>����#;;:��!���������������������������� ��������������������2��� ���������������� �� ����������������# ���� 0��#�����0#):7�

"�����4�3�����������>�?��!���5��B����!�������>��!���?��B������?����=�%��#;;;��! ������������ ���������������� ������������������������������������ ������������ �!���������*70)8(*�

"�������2�?��������������"����@��"��"�������4��!��@����?�������B�-��<�����$��>�@@��2�����������@@�����*((8������� ���� ����� ���� ������ ������ ���� ����������� ����������������� ����������� �!���� �" #����#)##�

"�@��@����� @�&��*((*��>������������������������������� ���������������� ��������� �!����������#6)9(�

"����5�����������������.���� ����"��� B��*((#��A� �������������������������������� ���������������� �������������� ���������������� ����� ��������������� �!���������� ���#9()#6(�

��������%�������������������!��>�����"�B������>�����B�#;;9��2������������������������� �������������&�����.������?���������3�D��'�%��*�����!����������E�&��E���������B�E������'��� �E�������� �������A"��60):0�

���5��"�� ����>��������*(((�� 3��������������������������������������� � ��������� ����������� ������������ !�����# ���������*#(;)*#**�

�����������>��@@��&���������+�.������������������+��#;;6�+���'��E��'������������� �����!�����D����������������������������(��� �� �'�� �������� ����������:8)##;�

������&�B��B�����?�2��>������>����������������������#;;(�2� ���������� ���� ���� ������� ������� ���� ���������� ������������������ ����������������������������3�D��'�%��*����!����������E�&��E���������B��E������'��� �E�������� ������A"�

�������!��������>��@@��&��*((#��+��� 3��� ���������@���������������� ���� ��������� ��@�� ��� ������������ � ���� ����� ����� �����������������'��E��'������������� �����!�������� �&������'�% �����687)668�

��������������������>�����"��������������� ��������������� ��������� '���������� ���$����������� ������ �������� ������������������ � �� �'�%��/��� ��� �#�

������������� ��� >����� "�B�� ��� &���2�� +������� B�� ���-��������>��������������A� ���������������������������������������������� ��������������� ����-�������@��� ��5�������A� ���������'�����������-�A' ��� � �� �'�%��/��� ��� �#�

����������������>�����"�B��$��������������>��@5����!�� �����������A� ��������� ��� ���� ������������������ ����������������������������$'��&2!���������������������������������������������������� �!����

��������2�� *((#��A����-����� ���'��E�� ���� ���� ����� ��'��E������������� ���>���������8�*������D,,�� ������,����� ��,���� ����,����G���������

&������ @� &�� ���� >����� "�B�� #;;7�� ?����� � �������������� ����������������������������������������!�����# ���� �� ��#7#)#;6�

&������ @� &�� ����>�����"�B�� *((8�� '���������� ��� ���������������� �������������� ��� ����������� ��� ������ ����������������&����'���� �'�� �������������#(:8�

&������ @�&��>�����"�B������+���B�2��#;;9��'����������������� ������� ������������������������������ ���������������>��������2����� ���3�D��������������������" %�� �� ���-�&���'��������������4��>�����������"����+��5�����'��� �E�����.�%��5�A!2�

&������ @� &�� >�����"�B�� ����+��� B�� #;;6�� >������� ����������� ��� ������ ����������� �������� 3�D� *�������� ����������-��2��������?�'��E�������������?��>������'��� E�����.��%��5�A!2�

%��������*((*��2���� ��� ��� �������������������� ����������� �� � 1����� -���� �" # ����������#988)#90(�

%����� ����� ����>�����"�B�� #;;9��?����>������� ������� �����������������&������������.�������������" %�� �������880)868�